基于CPS的家庭智能雙平臺協同控制系統及其控制方法技術方案

本發明專利技術提供一種基于CPS的家庭智能雙平臺協同控制系統及其控制方法，蓋系統包括信號輸入模塊、信息處理平臺、中央控制平臺、執行模塊和客戶端，所述信號輸入模塊與信息處理平臺連接，所述信息處理平臺經無線網絡分別于客戶端和中央控制平臺連接，所述中央控制平臺與執行模塊連接。本發明專利技術采用雙平臺設計，可將復雜的數據運算與控制運算分開進行，進而提高系統的運行速度，同時通過雙平臺、執行模塊（物理設備）及網絡的信息物理融合，實現手動控制、自動控制、手動自動接合控制、室內與遠程共同控制、多任務實時處理的多模式協同控制。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及智能家居
，更具體的說，特別涉及一種基于CPS的家庭智能雙平臺協同控制系統及其控制方法。
技術介紹
21世紀信息網絡得到越來越廣泛的普及，并且逐漸走進家庭，實現了家庭的網絡化、信息化與智能化。CPS指的是信息物理融合系統，通過CPS建立以住宅為平臺，集系統、結構、服務、管理、控制于一體的智能家庭系統，將居家生活的各種設備有機地結合起來，可以提高人類的生活質量，打造一個高效、舒適、安全、健康、環保的居住生活環境空間。公開號為CN102289220A的中國專利申請，申請公布日為2011.12.21，專利技術創造的名稱為:智能家庭感知和控制系統，所述的家庭感知控制系統對于家庭環境的感知及自動控制性很強，其不足之處是，系統對室內人員提出即時的控制要求無法進行很好的處理，不在家中的成人難以對家中的老人小孩進行監護，無法達到室內人員及室外人員的協同控制，同時單一的處理平臺同時進行數據處理及控制行為的運算會影響系統的運行速度。根據上述要求，需要設計一種新的家庭智能雙平臺協同控制系統，將復雜的數據運算與控制運算分開，提高系統運行速度，實現手動控制、自動控制、手動自動接合控制、室內與遠程共同控制、多任務實時處理的多模式協同控制。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術中存在的技術問題，提供一種基于CPS的家庭智能雙平臺協同控制系統及其控制方法，使其具有將復雜的數據運算與控制運算分開，提高系統運行速度，實現手動控制、自動控制、手動自動接合控制、室內與遠程共同控制、多任務實時處理的多模式協同控制的優點。為了實現上述的目的，一方面本專利技術提供如下技術方案: 基于CPS的家庭智能雙平臺協同控制系統，其包括信號輸入模塊、信息處理平臺、中央控制平臺、執行模塊和客戶端，所述信號輸入模塊與信息處理平臺連接，所述信息處理平臺經無線網絡分別于客戶端和中央控制平臺連接，所述中央控制平臺與執行模塊連接。作為優選，所述信號輸入模塊包括語音設備、遙控器、室外攝像頭、人體健康與醫療模塊以及環境監測模塊。作為優選，所述信息處理平臺包括DSP處理器、觸屏以及第一存儲模塊。作為優選，所述人體健康與醫療模塊包括心率測量器、體溫測量器、血壓測量器以及室內攝像頭。作為優選，所述環境監測模塊包括室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、濕度傳感器、有害氣體傳感器以及煙塵傳感器。作為優選，所述中央控制平臺包括嵌入式微處理器、報警模塊、第二存儲模塊以及驅動所述執行模塊動作的驅動模塊。作為優選，所述執行模塊為家電設備，包括空調、窗簾、電熱水壺、加濕器、熱水器、電子鎖、影音設備、電飯煲以及空氣凈化器。作為優選，還包括與所述信息處理平臺連接的網絡云數據庫，所述客戶端為手機和/或PC機，所述嵌入式微處理器為ARM9E處理器，DSP處理器為ADSP Blackfin處理器。為了實現上述的目的，另一方面本專利技術提供如下技術方案: 基于上述的CPS的家庭智能雙平臺協同控制系統的控制方法，其包括S1、啟動系統，通過信號輸入模塊獲取所需信號并進行自動控制模式；S2、信息處理平臺檢測是否有手動控制信號，若有，則處理信號并判斷優先級，選擇具有高級別優先權的進行操作，若無，則重復上述步驟；S3、判斷是否為誤操作或惡意操作，若是，則警告該操作者，并通知更高級別的優先權者，請求重新設定控制行為，若無，則進入按手動控制模式進行運行，直至達到設定的控制行為；S4、結束并返回自動控制狀態。作為優選，所述手動控制模式以及自動控制模塊為中央控制平臺設定的根據信號輸入模塊的輸入的信號而控制相應的執行模塊執行的動作。與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于:采用雙平臺設計，將復雜的數據運算與控制運算分開，進而提高系統的運行速度，系統通過雙平臺、物理設備及網絡的信息物理融合，實現手動控制、自動控制、手動自動接合控制、室內與遠程共同控制、多任務實時處理的多模式協同控制。附圖說明圖1為本專利技術的基于CPS的家庭智能雙平臺協同控制系統框架圖。圖2為本專利技術的基于CPS的家庭智能雙平臺協同控制系統的運行示意圖。圖3為本專利技術的基于CPS的家庭智能雙平臺協同控制系統的方法流程圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例來對本專利技術做進一步詳細的說明。參閱圖1所示，本專利技術提供的一種基于CPS的家庭智能雙平臺協同控制系統，其包括信號輸入模塊、信息處理平臺、中央控制平臺、執行模塊和客戶端，所述信號輸入模塊與信息處理平臺連接，所述信息處理平臺經無線網絡分別于客戶端和中央控制平臺連接，所述中央控制平臺與執行模塊連接。所述信號輸入模塊包括語音設備、遙控器、室外攝像頭、人體健康與醫療模塊以及環境監測模塊，所述信息處理平臺包括DSP處理器、觸屏以及第一存儲模塊。這樣，室內人員通過觸屏、語音設備、遙控器等設備對家庭的設備進行控制。所述人體健康與醫療模塊用于對人體信息進行采集，其包括心率測量器、體溫測量器、血壓測量器以及室內攝像頭。所述環境監測模塊用于采集溫度、濕度、煙塵、有害氣體等信息，其包括室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、濕度傳感器、有害氣體傳感器以及煙塵傳感器等。所述中央控制平臺包括嵌入式微處理器、報警模塊、第二存儲模塊以及驅動所述執行模塊動作的驅動模塊。所述執行模塊為家電設備，包括空調、窗簾、電熱水壺、加濕器、熱水器、電子鎖、影音設備、電飯煲以及空氣凈化器。還包括與所述信息處理平臺連接的網絡云數據庫，所述客戶端為手機和/或PC機，所述嵌入式微處理器為ARM9E處理器，DSP處理器為ADSP Blackfin處理器。系統通過信息處理平臺的DSP處理器收集采集到的信息進行處理，分析，同時通過無線網絡在室內通過無線傳輸將信息處理平臺處理過的數據傳輸給中央控制平臺，而在室外使用寬帶或3G無線網絡，與網絡云端交換數據，用戶通過遠程PC客戶端或手機，向中央控制平臺發送命令。整個系統通過中央控制平臺的嵌入式微處理器進行自動控制計算及手動控制計算并進行優先級判斷與誤操作判斷；再通過(無線網絡)通信模塊將信息反饋給信息處理平臺與遠程的客戶端；通過系統兩個平臺的數據存放在各自的存儲模塊中；系統通過中央控制平臺的驅動模塊對家電進行智能控制；系統通過雙平臺、物理設備及網絡的信息物理融合，實現手動控制、自動控制、手動自動接合控制、室內與遠程共同控制、多任務實時處理的多模式協同控制。參閱圖2所示的運行示意圖，中央控制平臺從各類傳感器獲得信號，經過自動控制計算程序，通過驅動模塊對室內環境狀態進行自動控制；DSP平臺接收傳感器、攝像頭、語音設備等的數據信號及觸屏、遙控器等控制信號并進行處理，通過室內無線網絡將室內人員的控制行為信號傳輸給中央控制平臺，通過3G網絡或寬帶網絡將得到室內環境、家中人員信息發送給手機或遠程PC客戶端；室外家庭成員可通過手機及遠程PC客戶端了解家中信息，并發送控制信號，通過網絡發送給中央控制平臺，并發送到DSP平臺經過處理反映在觸屏上或語音通知室內成員；中央控制平臺將得到的室內、室外成員的控制行為信號經過手動控制計算程序，判定各個操作的優先級，判定是否為誤操作并返回信息，最終結合自動控制的信息通過驅動控制器控制家電設備。下面列舉具體的實施案例進行分析，當然下述的案例可以單獨進行，也可以同時運行: 1、家庭成員通過測量器采集到數據之后本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于CPS的家庭智能雙平臺協同控制系統，其特征在于：包括信號輸入模塊、信息處理平臺、中央控制平臺、執行模塊和客戶端，所述信號輸入模塊與信息處理平臺連接，所述信息處理平臺經無線網絡分別于客戶端和中央控制平臺連接，所述中央控制平臺與執行模塊連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙文倉，張澄，
申請(專利權)人：青島科技大學，
類型：發明
國別省市：